Кальций фосфатын қыздырған кездегі табиғаты мен құбылысы


1. Кіріспе [2,4]
2. Әдеби шолу
2.1. Фосфаттардың молекулалық құрылымы.
2.2 Әр түрлі фосфаттардың өзара реакциясы. [8,9]
2.3.. Кальций фосфаттары
2.3.1 Құрылысы, табиғатта таралуы, алынуы және қолданылуы [9,13]
2.3.2. Кальций дифосфаты [13,14]
2.3.3. Медицинадағы кальцийфоспатты материалдар [14,15]
2.3.4. Гидроксиапатит [15,16]
3 Тәжірбиелік бөлім
3.1. Өнім түзуші материалдарға сипаттама және анализдің әдістері.[17,18]
3.2 Тәжірбие жасаудың әдістері [18,19]
3.3. Кальцийдің моно.дифосфаты негізіндегі материалдар [19,20]
3.3.1 Кальций моно.дифосфатының сулы ертінділерін тұндыру арқылы түзілген кальций фосфатының табиғаты және синтезі [20,25]
3.3.2. Кальций моно.дифосфаттарын қыздыру барысында түзілген өнімдердің моноқұрылымы.[25,29]
3.3.3. Магний кальций монофосфатының негізіндегі материалдар [30]
3.3.4 Тұндырылған магний кальцийлі монофосфаттың табиғаты және алынуы.
3.3.5 Магний. кальций монофосфатын қыздырукезіндегі түзілетін өнімдердің жеке құрылымы (моноқұрылымдар) [34,36]
Қорытынды.
Қолданылған әдебиеттер тізімі.
Жағымсыз әрі күннен-күнге ластанып бара жатқан қоршаған орта, дұрыс тамақтанбау, стрестер мен басқа да факторлар адамның тіс, жақ сүйек ауруларының таралуына себеп болады. Бұл дүние жүзілік және отандық медицина саласында адамның сүйек ұлпаларының ауруларын емдеу үшін жаңа дәрілік препараттар алудың қажеттілігінің негізгі себебі.
Негізінен тістің минералдық қаңқасын құрайтын кальцийдің фосфор қышқылды тұзы- гидроксиапатит, яғни қазіргі заманғы зерттеулердің нәтижесі бойынша осы қосылыс сүйек аурулары үшін негізгі препарат және ол қазірдің өзінде ортопедияда, стомотология, хирургияда кең қолданысқа ие.
Медицинадағы гидроксиапатитті қолданудың дәстүрлі формасы- биокерамика өзіне тән қасиеттері бар тығыз және бос тесікті болып екі топқа бөлінеді.
Егер тығыз керамика өзінің қаттылығымен сипатталса онда тесіктерінің болуы остеоинтеграцияға бейімдейді. Мықтылығы едәуір жоғары керамикалық материалдар атомдық қатынасы Са /Р=1,67тең болып келетін стехиометриялық гидроксиапатиттен алынады.Стехиометриялық емес апатиттің термиялық тұрақтылығы төмен, қыздырғанда жартылай ыдырайды. Осы себептерге байланысты одан механикалық қасиеттері нашар керамика түзіледі.Өкінішке орай өте жоғары 1300-14000С температурада алынатындықтан, апатитті биокерамикалық материалдар өндіру технологиясы қиын. Керамикалық қалыптасу температурасын түсіру үшін, гидроксиапатитті бу мен қысымда үшкальцийфосфат және т.б. бейорганикалық қоспалар, мысалы оксидтер қатысында шикізат ретінде пісіреді.

Пән: Химия
Жұмыс түрі:  Дипломдық жұмыс
Тегін:  Антиплагиат
Көлемі: 49 бет
Таңдаулыға:   
Бұл жұмыстың бағасы: 1900 теңге
Кепілдік барма?

бот арқылы тегін алу, ауыстыру

Қандай қате таптыңыз?

Рақмет!






Қазақ Мемлекеттік Қыздар Педагогикалық
Институты
Жаратылыстану факультеті
Химия кафедрасы

Тақырыбы; Кальций фосфатын қыздырған кездегі табиғаты мен құбылысы

Орындаған;
“ “ маусым 2008
Аққоянова Ш

Ғылыми жетекшісі
х.ғ.к доц қ.а
Алдабергенова М

Ғылыми кеңесші
Асанова Г

Қорғауға жіберілді
химия кафедрасының
Матаев М.М
меңгерушісі х.ғ.к. доц
“ “ маусым 2008
Кіріспе.
Тақырыптың өзектілігі: Жағымсыз әрі күннен-күнге ластанып бара
жатқан қоршаған орта, дұрыс тамақтанбау, стрестер мен басқа да факторлар
адамның тіс, жақ сүйек ауруларының таралуына себеп болады. Бұл дүние
жүзілік және отандық медицина саласында адамның сүйек ұлпаларының ауруларын
емдеу үшін жаңа дәрілік препараттар алудың қажеттілігінің негізгі себебі.
Негізінен тістің минералдық қаңқасын құрайтын кальцийдің фосфор
қышқылды тұзы- гидроксиапатит, яғни қазіргі заманғы зерттеулердің нәтижесі
бойынша осы қосылыс сүйек аурулары үшін негізгі препарат және ол қазірдің
өзінде ортопедияда, стомотология, хирургияда кең қолданысқа ие.
Медицинадағы гидроксиапатитті қолданудың дәстүрлі формасы-
биокерамика өзіне тән қасиеттері бар тығыз және бос тесікті болып екі
топқа бөлінеді.
Егер тығыз керамика өзінің қаттылығымен сипатталса онда
тесіктерінің болуы остеоинтеграцияға бейімдейді. Мықтылығы едәуір жоғары
керамикалық материалдар атомдық қатынасы Са Р=1,67тең болып келетін
стехиометриялық гидроксиапатиттен алынады.Стехиометриялық емес апатиттің
термиялық тұрақтылығы төмен, қыздырғанда жартылай ыдырайды. Осы себептерге
байланысты одан механикалық қасиеттері нашар керамика түзіледі.Өкінішке
орай өте жоғары 1300-14000С температурада алынатындықтан, апатитті
биокерамикалық материалдар өндіру технологиясы қиын. Керамикалық қалыптасу
температурасын түсіру үшін, гидроксиапатитті бу мен қысымда үшкальцийфосфат
және т.б. бейорганикалық қоспалар, мысалы оксидтер қатысында шикізат
ретінде пісіреді.Гидроксиапатитке химиялық құрамы жағынан жақын аморфты
фосфаттарды алу тиімдірек әдістердің бірі болып табылады.Әдетте тесікті
керамиканы өндірудегі қолданылатын әдістер өте қиын Сонымен қатар аморфты
фосфаттағы фосфат аниондары Р-О байланысы ұзындығының бірталай шашырау
себебіне байланысты жүйесіз деформацияланған.

Осы айтылған синтезі де тиімдірек жағдайда алынғантын және түзілетін
өнімдер гидроксиапатитпен салыстырғанда не ғұрлым жақсы қасиеттерге ие бола
алатыны сонымен қатар тесікті кальций фосфатты керамикада адсорбент
ретінде сұйық, бу газдарды тазалау және бөлу үшін сүзуші зат ретінде назар
аудартады. Бұл топтың маңызды қасиеті биокерамикадағы сияқты тесіктігі
және оның өлшемі әдетте, тесікті бос керамиканы өндіру әдістері тым қиын
және тесік түзушілер қолдану ұсынылады, бірақ олардың көпшілігі термиялық
өңдеу кезінде зиянды қалдықтар түзеді. Сонымен қатар, оларда әрқашан
материалдың бостығы, тесіктігі қадағаланбайды.
Жұмыста қойылған мақсатқа сәйкес мынандай міндеттер шешілді:
- золь- гель әдісінің технологиясы бойынша кальцийдің және кальций магний
монофосфатының негізінде аморфты материалдардың екі сериясы синтезделді;
- алынған аморфты заттардың табиғаты және оларды қыздырғанда түзілетін
өнімдері зерттелді.
Ғылыми жаңалық:
Жұмыста алғаш рет тұндырылған кальцийдің, және калций магнийдің аморфты
фосфаттарының заттың тұзды бөлігімен байланысқан 80% судан тұратыны
анықталды.Олардың молекулалық негізі кристалды орто және пирофосфаттардағы
аниондарға қарағанда көлемі үлкен РО43- және Р2О74- моно және дифосфатты
Р2О74- тобынан түзілген.
Р-О химиялық байланысының ұзындығы шашырау себебіне байланысты
жүйесіз деформацияланған.
Қыздырғанда гидратталған фосфаттар 20-1500С және 350-4000С температура
диапозонындағыда алғашқы екі статияда ылғалдылығын жоғалта тұра өзінің
аморфты табиғатын сақтаса 580-7000С шамасында экзотермиялық кристалданады,
ал 1000-12000С температурадакерамикаға айналады.
Кальцийфосфатты керамика мен аморфты заттардың құрамы арасындағы
микроқұрылымдық өзара байланысы сондай-ақ оларды температуралық режиммен
өңдеу анықталды.Алғаш рет аморфты заттардың құрамын

түрлендіре отырып және термоөңдеу режимі негізінде тесіктігі және оның
өлшеміне сәйкестендіре айтқанда 0-50% және 0-2 мкм арасында өзгеретін
керамика алуға болатынын көрсеттік.
Жұмыстың практикалық маңызы.
Жұмыста алынған нәтижелер фосфорқышқылды тұздарды және осы тұздар
арқылы алынған материалдарды қыздырғандағы табиғаты мен құбылысы туралы
мағлұматтарды ұлғайтып, фосфор және фосфаттар химиясын теориялық мәліметтер
ұсынылды.Жаңа сүйекті имплантаттар мен ауаны тазалайтын сұйықтарды , булар
мен газдарды бөлу үшін қолданылатын адсорбент түрінде практика жүзінде
қолдануға болады.

1. Әдеби шолу
2.1. Фосфаттардың молекулалық құрылымы.

Фосфаттар молекуласының негізі тетраэдрлі РО4- топшасы құрайды,
оның ортасында фосфор атомдары ал шыңында - оттегі атомдары болады.
Фосфор оттегі лигандалары төрт σ- байланыспен және бір π -
байланыспен химиялық байланыста болады. sp 3- гибридтелуге
байланысты барлық 4σ- байланыстар тепе- тең, ал π - байланысты
орналасуы мүмкін.
Мысалы , монофосфатта (ортофосфатта) барлық төрт байланыс Р- О
бірдей және қатысқан аниондарының құрылымы келесідей болады.

Монофосфат анионындағы РО3-4 π- байланыстың делокамезациясы
РО43- тетраэдрлі тек қана дискретті түрде ғана емес ,
сонымен қатар бір- бірімен бір, екі және үш шыңмен де байланысады.
Байланысудың әдістеріне байланысты әртүрлі тізбекті, сақиналы жіне
тармақталған полимерлердің түрлері түзілуі Ван – Вазерге (Van Wazer)
[1,2] сәйкес төрт негізгі құрылым дық блок бар, олардың
комбинациялануынан барлық белгілі фосфаттардың типтері бірінші топ типінен
түзіледі.

Бірінші топ типінен түзілген малекулалық қосылыс , орта немесе
монофосфат деп аталады.
Екінші топ типінің қосылыстарынан пиро немесе дифосфат түзіледі. Екі
соңғы типтің бір немесе бірнеше орталықтардың комбинациялануынан 10-нан
20- ға дейін орташа полимеризациялану дәрежесінен трифосфаттан
олигофосфатқа дейін олигомерлер түзіледі. Орталықтанған тобы ғана бар
қосылыстар жалпы таныс жоғары полимерлі фосфат түрінде сонымен қатар
циклді немесе сақиналы полимерлер[3] тармақталу нүктесі әрекеттескенде
түзілген молекулалы заттарды ультрафосфаттар деп аталады да, кей
жағдайда фосфаттар ангидриді деп есептейді. Жоғарыда аталғандардан басқа
фосфат молекуласының құрамдары да бар[4]
Оның түзілуінің негізіне келесі элементарлы компоненттердің табиғаты
байланысты.

Бірінші топ құрылымды типтерденмонофосфатты (ортофосфат) заттар
түзіледі. Егер бір және бірнеше топтағы типтер дифосфат түзіледі . Бірінші
топ тип қосылса екінші топ типтерімен әрекеттесуінен трифосфат және
т.б түзіледі. Екінші топтағы типтерден түзілген бір молекулалы зат
жоғары полимерлі фосфат немесе циклофосфатқа жатады.
Фосфаттардың аталуының екі типі бар – дәстүрлі сонымен қатар өткен
ғасырдың 50- 70 жж пайда болған жаңа наменклатура IUPAC бойынша
дәлелденбеген (нақтыланбаған) , қазір тривиальды атауының қасиеті жоғары
болса да қолданбайды. Соған қарамастан жаңа атаулар ғылыми әдебиеттер жиі
кездеседі.

1-кесте. Фосфаттардың аталуы.
Дәстүрлі Жаңа
Ортофосфат Монофосфат
Пирофосфат Дифосфат
Триполифосфат Трифосфат
Тетраполфосфат Тетрафосфат
Пентаполифосфат Пентафосфат
Метафосфат Жоғары молекулалы
полифосфат
Триметафосфат Циклотрифосфат
Тетраметафосфат Циклотетрафосфат
Пентаметафосфат Циклопентафосфат

Барлық фосфаттарды жалпы x M2O *у Р2О5 универсалды формула түрінде
сипатталады. Фосфаттар құрамын анықтағанда R=М Р атомды қатынасты
қолдану тиімді, мұндағы М-қосылыстағы металдардың эквивалентті саны ; Р-
қосылыстағы фосфор атомының саны, сонымен қатар мольдік қатынаста R=
MxO P2O5 мұндағы Мх О және Р2О5- қосылыстағы бір немесе екі
валентті металл оксидтері мен фосфор пентаоксидінің гмоль саны.
Монофосфатта R=3, дифосфатта R=2 жоғары молекулалық полифосфатта
R=1 , фосфор ангидридте R=0 OR1 ультрофосфаттардың әр түрлі
типтері, ал 1R2 – де сызықты поли- және олиго фосфаттар түзіледі.
Жоғарыда айтылғандай , фосфор атомының оттегі атомының РО4
тетраэдрлі қосылысы төрт σ- байланыс пен бір π- байланыс арқылы
түзіледі, сонымен қатар соңғысы R- О (М) арқылы сызықтарсыз – ақ
байланыспен таралады. [2] . Осыған байланысты Р- О сипаты мен байланыс
қаттылығы РО4 тетраэдрлі әртүрлі фосфаттардан ерекшеленеді. Ортофосфат
молекуласының қысқалығы әрбір төрт байланысының мәні 1,25- ке тең
олардың барлығы теңтізбекті, сонымен бірге олардың әрбірін төрт
бағытта теңдей таралған тетраэдр РО4 ретінде бір σ - байланыстың π -
байланысы

деп қарастыруға болады.

-байланыстар тек қана Р- О (М) байланысы арқылы орналасса, Р-О (М)
байланысының қысқалығы соңғы және орталықты топтарда 1,33 және
1,50 қатынасқа тең болады.
Бір оттегі атомы мен фосфордың ортасында тармақталу нүктесінде π -
байланыс орналасады содан кейін қалған 3- сызықты Р- О байланыста π-
сипат
мүлдем кездеспейді, болмайды. Осы себептен байланыстардың
біреуінің қысқалығының тармақталу нүктесі екіге, ал қалған
үшеуінде - бірге тең.
Екі немесе шексіз үлкен саны бар РО4 тетраэдрінің тармақтары
полифасфат деп аталады . Полифостардың жалпы формуласының түрі Мn+2
PnO3n+1, мұндағы n- полимер тармағындағы р- атомының саны . Кейбір
жағдайда , егер полифосфаттардың үлкен мән берсе, онда формула мына
түрде болады.

lim Mn+2 O3n+1 = MPO3 n

n →
(4)
және циклді фосфаттарға арналған формулаға ұқсайды әсіресе шынылар жайлы
сөз болғанда, R- дің орнына полимеризациясын орташа өсу дәреже
қолданылады және ол атомдарымен R қарапайым R=1+2 n қатысында болады.

1.1.2. Әртүрлі фосфаттардың өзара реакцияласуы.
Соңғы уақыттар фосфордың бір – бірімен реакцияласуы стомотолегиялық
цемент алуда негізгі обьект ретінде көңіл аудартып жүр , олардың есебінде
қарапайым шикізат болып гидроксиапатит [5] октакальций фосфат Са8Н2
(РО4)6 немесе дигидрат дикальций монофосфат – СаНРО4 *2 Н2О болып
табылады. Жұмыстың авторлары [6] хабарлағандай дикальцийфосфат
СаНРО4*2Н2О дигидрид реакциясы немесе оның сусыз СаНРО4

формасындағы тетракальцийфосфат Са4(РО4)2 пен су немесе сумен
сұйытылған фосфор қышқылынан цемент алынады, қату нәтижесінде
гидроксиапатит түзіледі.
Басқа типтегі цемент алу, оның түзілуінің негізіне монокальцийфосфат
- Са (Н2 РО4)2 * 2Н2О , трикальцийфосфат β- Са3 (РО4)2 пен судың
реакцияласуы жатыр, оны АА Mirtchi және т.б қасиеттері анықтады.
Сонымен қатар фосфаттардың өзара реакцияласуын әртүрлі полифосфат
балқымаларының сілтілік металдармен әрекеттесуінен көруге болады. Бұл
жағдайда матрицалар деполимеризациясы есепке алынбады,R- өйткені
қоспалар 1-ге тең болады. Бинарлы полифосфат компоненттерінің жүйесінде
өзара комплексті типті қосылыстар түзуге ықтимал (бағыт) бар. Сілтілік
жүйе Li (PO3 ) n - (KPO3)nмен (Li PO3) n - (Cs PO3 )n конгруэнтті
балқитын 1;1 қатысты қосылыс түзетіні белгілі (NaPO3)n -(KPO3)n
жүйеде инконгруэнтті (3Na PO3 * 3 PO3)n балқитын қосылыс түзіледі , ал
қазіргі жұмыстан (2Na PO3* KPO3)n [8]
Егер жүйеде екінші компонент ретінде көп валентті металл полифосфаты
болса, онда оған сәйкес түзілетін бинарлы комплексті фосфат циклді,
сонымен қатар сызықты сипатта болады . Мына жұмыста [9] ( М(РО3)n -
[М(РО3)x]n, (n = 2.3) бинарлы жүйелер типі түзілу тізбегінің
қосылыстарының анализі көрсетілген . Бинарлы Са(РО3)2* КРО3 қосылыстары
болады, 849,5 0С балқитын [10] авторларының еңбегінде көрсетілген және
(КРО3)n - (Са(РО3 )2)n жүйесінде құрамы үлкен диапозонда зерттелген.

2.3. Кальций фосфаттары.
2.3.1 Құрылысы , табиғатта таралуы, алынуы және
қолданылуы.
Фосфорқышқылды кальций тұздары үлкендеу топтар түрінде өмір сүреді,
оларға сан алуан полимерлер мен полимерлі емес әртүрлер кіреді.
Табиғи кальций – және фосфоры бар минералдар апатиттер болып табылады,
оларға үлкен бір типті қосылыстардың саны қатысты болуы мүмкін . Оның

негізіне гидроксиапатитті құрылым кіреді, онда металл ионы немесе қышқыл
қалдығы әр түрлі араласу дәрежесінде кальций ионы немесе гидроксил
апатиттер арасында гидроксиапатит Са10(РО4 )6 (ОН)2 , фторапатит
Са10(РО4)6 Р2 , карбонапатит Са10(РО4)6 СО3 және магнийапатит Mg2 (PO4
)OH таралған.
Ғалымдар апатит құрылысы мен құрамын сипаттайтын жартылай нұсқалы
формула ұсынды Ме 10(РО4)6 Х2, мұндағы М- Ca, Mg, Ba, Sr, Na изоморфты
сығылатын Cd,Pb,Be,Ra,Y 4%-ға дейін ,ал х- F-, Cl-, OH--, CO3 -
Бұл барлық заттар бірдей гексагональды кристалды тор типінде болады.
Апатиттер табиғатта кең таралған фосфаттар түрі, тыңайтқыш өндірісіндегі
фосфор көзі ортофосфор қышқылы және оның өнімдері.
Кальций фосфаттының ішінде монофосфаттар кең тараған соның ішінде
Сa3(РО4)2(трикальцийфосфат),Сa4(РО4 )2О,Сa(Н2РО4)2Н2О ( брумит),
Сa8Н2(РО4)6*Н2О (октакальций фосфат(ОКФ)) және Сa3(РО4)2*3-4,5н (аморфты
кальций фосфаты(АКФ)сонымен қатар апатит тәрізді басқа тұздар.Олар қысқаша
2-кестеде көрсетілген.
2-кесте.Көп таралған фосфорқышқылды кальций тұздары.

Тұздардың дәстүрлі аталуы Химиялық формула Са Р атомды қатынас
Гидроксиапатит Са5(РО4)3 ОН 1,67
Октакальций фосфат Са5(НРО4)2(РО4)4 1,33
Тетракальций фосфат Са4О(РО4)2 2
Трикальций фосфат Са3(РО4)2 1,5
Дикальций фосфат Са2НРО4 1
Монокальций фосфат Са2(Н2РО4)2 0,5
Перокальций фосфат Са2Р2О7 1
Кальций полифосфаты [Ca(РO4)2]n n→ 0,5
Кальций метафосфаты [Са(РО3)2] х х =4 0,5
немесе кальций цикло-
фосфаты
Ультрафосфаттар Са(РО3)2 *Р2О5 0,5-ке жуық

Бірінші тұрған кальций фосфаты апатит минералы арасында кең таралған,ол-
гидроксиапатит Са10(РО4)6(ОН)2.Гидроксиапатитті кальций фосфатының түріне
айнала алады .Бұл тұз адам мен жануарлардың сүйек ұлпасының негізгі
минералды компоненті.
Гидроксиапатит- апатиттер тобының бірі М10(ZO4 )6 X2 формуласының
көмегімен оның құрамын сипаттауға болады .Элементтің үлкен сандарын мына
қатынаста көрсету мүмкін; М,Z және Х:M= Ca,Sr, Ba, Pb және т.б
Z=P ,As ,Si ,S ,Ge және т.б Аталған элементтермен гидроксиапатит
құрылымын өзгерткенде құрамы әр түрлі апатитті қосылыстар алуға болады
.Біріншіден гидроксиапатит қосылысына ұқсас[11] жұмыста анықталған,
гидроксиапатит, фторапатит және хлорапатиттерді рентген құрылымды
зерттеулердің классикалық нәтижесі болып табылады.Гидроксиапатит құрамы
гексоганальды сингонияға жатады,элементтер ұяшығы Р63m кеңістік группасын
және екі формулалы бірлікті құрайды, оның идеалды формуласы- Са
10(РО4)6(ОН)2 гидроксиапатиттің кристалың кеңістіктегі ұяшығы Р63m
симитрия тобты гексагональді типті және гексаганальді винтті осі
параллельді С осімен иондық торды түзеді ал х-ионы қатысында каналды
құрылымға ие болады.
Екі валентті иондардың бөлігі винтті ості қоршай үш бұрышты құрылым
түзеді .Осыған орай екілік ОН- топтар гексоганальды осьтің ортасында
құрылымды оттегі ОН- топтар 0,3 Р жоғары немесе төмен жазықтық
жақын жатқан кальцийдің үш атомымен байланысады. ОН- тобымен араласқан
кальций үшбұрышының орталығында үш өлшемді құрылымды болады. Бұл
бағытсыздық әртүрлі топтар немесе бос орындарға орналасқан болуы мүмкін.
Басқа кристалдар структурасы- үшбұрыш түрінде алты РО43- топ және пирамида
осінде бұрыштанбаған төрт кальций атомдар жұбы - әртүрлі байланыс табиғатын
көрсетеді. Сонымен РО43- байланыс кальций ионды сипатта, ал Са- х
меншіктейтін кавалентті байланыс сипатта болады.
Сондықтан гидроксиапатит торлары өзінің барлық анизатропиясының
гитерополярлы байланысына қарамастан кристалдары жоғары қалыптылық
көрсетеді. Сондықтан гидроксиапатит өзінің кристалдық торынан ОН – 10000 С-
ға дейін қыздырғанда қиыншылықпен береді [9] 15000С-дан жоғарғы термолизде
гидроксиапатит α- тұзға диссоцацияланады
Са10 (РО4)6(ОН)2 → 2Са3 РО4 +Са4 Р2О7+ Н2О
(12)
Карбридж дәл осындай құрылым кристалдық тордағы орынның орнын басуға
болады деп есептейді.
Са10(РО4)6 СО3О- далмет
Са10(РОхСО3)6(ОН)2
Са10 (РО4)6 (ОН)2
Са8 С2 (РО4)4(СО3)2 С С-
(ваканция ) бос орын

Содықтан нанакристалды ұнтақ гидроксиапатитті тығыздалған немесе ірі
кеуекті керамика алуда қиыншылықтар бар. Гидроксиапатиттің құрылымы
карбонатты өз ұяшығына қосудың екі мүмкіндігін көрсетеді.
1) СО32- тобымен РО43- алмастырамыз және заряд байланысын сақтап
қалуға катион бос орындарын құру.
2) Каналды құрылымда ОН- ионын алмастыру.
Каналды құрылымға СО2-3 қосу синтезді 2000С –та әдіс арқылы өткізуде
мүмкіндігі көп ылғалды әдіс арқылы апатиттерде бірінші типті орын
ауыстыру болады.
СаР атомды қатынас гидроксиапатитті стехиометриялық емес құрылымды
индекс ретінде қолданылуда оның өте жетілген қосылыс екенін көрсетеді.
Көпшілік гидроксиапатит шикізаттарын ылғалды әдіспен синтездеу
стехиометриялық емес заттар алу негізгі болып табылады. Қазіргі уақытта
стехиометриялық негізін келесі формуламен түсіндіруге болады;
Са10-х (НРО4) х (РО4)6-х (ОН)2—хn H2O, 0X,1 n=0;2.5
(14)

Неорганикалық бөліміне адамның сүйек ұлпаларының химиялық ұқсастығы
үшін, сонымен қатар кристалографиялық ұқсастық әртүрлі қатты омыртқа
ұлпаларымен қатынас және биобірлестікпен остеокондуктивтілігі үшін
гидроксиапатит Са10 (РО4)6 (ОН)2 дәрігерлердің бүлінген тіс пен
сүйектерді алмастырғыш ретінде үлкен көңіл аударады. Гидроксиапатитті
облыста қолдану келесі жұмыстар бөлімінде қарастырылады. Сонымен қатар
бұл материалға қызығушылық электроникада және беттік қозғалу ғылымында
туып отыр, онда ұнтақ тәріздес гидроксиапатит газды сенсор ретінде
катализатор және хромотографияға адсорбент ретінде қолданылады және де
гидроксиапатитті керамикалық материалдар рентгенді және ультрадыбысты
медициналық диагностикалық апараттар мен әртүрлі өлшегіш құралдарда
қолданыс табуда.
Кальций фосфаты үлкен қолданысқа тамақ өнеркәсібінде алды тест
көтергіш, сонымен қатар, олар торт қоспасымен тестаның негізгі
компоненті болып табылады.
Тыңайтқыштың маңызды тұзды компоненті- суда еритіні үшін
дигидрофосфат болып табылады. Кристаллография мен биалогиялық
аспектлердің сапасына қарай гидроксиапатиттің түзілуі ОКФ мен АФК
үлкен қызығушылық тудыруда. Басқа кальций фосфаттары негізінен
өнеркәсіпте кальций фосфаты бар әртүрлі материалдардың химиялық
реагенті есебінде қолданысқа ие болуда.
Монатит - негізгі ауылшаруашылық тыңайтқышының компоненті. Суда
еритін брумит өнеркәсіпте голофосфатты люминофосфор өндірісінде,
гидроксиапатит ұнтағын алуда, тіс жуғыш пасталардың абразды материалы
есебінде жануарлар қорегі ретінде және т.б қолданылады.
2.3.2.Кальций дифосфаты.
Бүгінгі күнге дейін кальций дифосфатының үш модификациясы белгілі: α-
, β- және γ- Са2Р2О7 . Алғашқы екі типтің кристалдық құрылымы
табылған γ-β- өту температурасы 700- 7500С , ал басқа мәліметте -
680-7400С
Β-α өту өз кезегінде 11400С температурада , ал мәліметте бұл
температура 1171- 11790С - ты береді.
Астында көрсетілген минералдардан пиролиздеу арқылы практика жүзінде
барлық сусыз кальций дифосфаты алынған. Осындай минералдарға монетит
СаНРО4 немесе брумит СаНРО4 * 2Н2О жатады.Оларды вакуумда ұзақ уақыт 8
тәулік 2750С - та қыздырғанда немесе 4- сағат бойы 5000С - та күйдіргенде
γ-Са2Р2О7 алынады. β- Са2Р2О7 1- сағат бойы 10500С – та күйдіргенде
немесе гидротермиялық синтезде ( 4- сағат бойы 4500С пен 210 МПа) , ал
α - Са2Р2О7 12500С -та 1 сағат бойы қыздырғанда алынады.
2.3.3Медицинадағы кальцийфосфатты материалдар.
Көпшілік әртүрлі арнайы керамика мен шынының түрлері соңғы
жүзжылдықта денсаулық сақтау облысында ойлап табылды, мысалы
көзәйнектердің линзасын алуда, диогностикалық құрылғыларда химиялық
заттарда, термометрде эндоскоптың оптикалық волокналарын алуда, мәдени
өсімдіктердің ұлпаларын сақтауға арналған контейнерлер алуда, сонымен
қатар ферменттер мен антител алуда қолданылады. Сонымен қатар
керамика ортапедикалық хирургия мен стоматологияда цемент ретінде көп
қолданылады және де сүйектің орынын басушы материал ретінде, алтын
мен фарфордан жасалған корондардың негізгі бөлігі есебінде, тіс
протездері және т.б ретінде көптеп қолданылады. Осы салаларда
қолданылатын материалдар “ биокерамика “ деп аталады және осы
материалдардың негізгі кальций фосфаты болып табылады. Оның қолданылуы
ортапедикалық және тіс имплантантарын алу, альвсолярлы өскіндер өсіруде
желкелі – бетті хирургия мен отолорингологияда қолданылады.
Сүйек дифектілер – кленикалық практикада кең таралған аурулар және
осындай проблемалары бар адамдарды емдеудің бүгінгі күнге дейін
әдістері табылады. Өткізілген мониторингтер бойынша АҚШ –да сүйек
аурулары 25млн астам адам, ал Қазақстанда бұл көрсеткіш одан да
жоғары әсіресе экологиялық жағдайы төмен ауданда жоғары болады.
Эндопротезирлі сегізкөз- жамбасты сіңірге бір жылда 100 мыңға жуық
операция қажет. Бұндай операцияларды жасаудың мүмкіншілігінің жоқтығы
адамдарды бірінші топтың мүгедегі жасайды және бұл аурудан 1-2 жылдан
кейін қайтыс болады, осы уақытта бұл аурудан сол операция арқылы
жазылуға толық мүмкіндік бар. Бүгінгі күнде бұндай керамикалы
эндопротезді сегізкөз – жамбасты бұлшықеттердегі жасалатын операцияның
әлемдік бағасы $ 1500-ден $ 4000- ға дейін аралықта ТМД елдерінде
бұндай протездің бағасы $ 1000-ға шамалас. Бүндай протездердің
жетіспеушілігі мүгедектерді көбейтеді және өмірдің ұзақтығын кемітеді.
Сүйек аурулары сияқты тіс аурулары соның ішінде кариес пен пародинтоз
кең таралған.
Адам және жануарлар сүйегі табиғи минералдардың кристалдарынан
тұрады, диаметрі 50А- ге жуық және ұзындығы 2000А стержень формалы
болып келеді. Бұл кристалдар белок волоксиндері мен колпогенмен-тығыз
байланысты болады [9] Бұндай құрылым созылу мен үзілуге үлкен беріктік
береді және оның беріктігі жұмсақ болатқа ұқсас болады. Бірақ оның
бәріне қарамастан сүйек жеңілдеу және металдарға қарамастан созылғыш
және маңызды ерекшелік регенерацияға мүмкіндікке ие болады.
2.3.4.Гидроксиапатит.
Ортапедикалық стоматологиялық материялдардың кампонентті гидроксиапатит
болып табылады, ол негізгі сүйек ұлпаларының минералды негізі ол
жақсы остеокондуктивті тәртіпте сипатталады, организім кері реакция
көрсетпейді, сүйек ұлпалары мен байланыстырушысыз- ақ байланысуға
әрекет көрсетеді және де биорезорбцияға тұрақты [12]
Қолдану мақсатына қарай оған әртүрлі талаптар қойылады мысалы,
химиялық тазалық кристалданушылық дефекті биобірігушілік және бірдей
уақытта имплантат пен тірі ұлпалардың жақсы байланысуы қабылдамаушылықтың
болмауы жоғары дәрежелі тазалық және сонымен қатар механикалық
құрылыммен өзара бірігушілік.
Егер гидроксиапатит максималды қатынасын алу көзделген мысалы, сүйекте
болғанында сүекті дефектілерде шығаруға арналған формалары, онда оның
құрылымын жақсартудың керегі шамалы.
Сүйек ұлпасында дефекті гидроксиапатит сөз болғанда оның корбонат-
ионы болуы қозғалады. Көп жағдайда имплантат материалы ретінде
дефектілі гидроксиапатит үлкен бос орын сан мен құрылымды өзгеруі (орын
ауыстыруы), сонымен қатар аморфты материал үлкен максималды
дифектілігіне байланысты қолдану туралы идея өзекті болып табылады.
Барлық кальций фосфаттарының ішінде гидроксиапатит тұрақтырақ
болғандықтан, ол олардан оңай алынуы мүмкін. Гидроксиапатитті керамиканы
алудың қарапайым әдісі шикі материалды уатып, оны жоғары, 13000С- ға
дейін , ал кейде 15000С – қа дейін қыздырадлы жәіне белгілі нақты
заттардыдайындайды. Ереже бойынша өнімді өндіруде төменгі температурада
ыстық ұнтақты престеу (сығу) арқылы көбінесе 3000С шамасында алынады.
Сонымен қатар гидроксиапатитті престеу техникасында гидротермиялық
жағдай қолданылады .
Гидроксиапатитті керамика мен ұнтақ тәрізді формалы гидроксиапатит
бірдей химиялық құрамына қарамастан өздері 2 түрлі субстратты құрайды .
Ұнтақ тәрізді гидроксиапатитті алудың жолына байланысты аморфты немесе
бөлінген беттілігі 60- 70 м2 г және бөлінген кристалдану дәрежесі төмен
поликристалды болуы мүмкін.
Қазіргі уақытта алынған көпшілік негізі гидроксиапатит материалдарда
елеулі жетіспеушілік реті бар, сондықтан заттарды практика жүзінде
медицина қолданудың қиындықтары бар. Негізгілері мына ретпен айтуға
болады төменгі беріктік, шытынауға бейімділік, нәзіктік, комплексті күш
ретінде өмір сүрудің белгісіздігі, циклдік шаршауы және т.б осыған
байланысты оның механиксы мен құрылымын жақсартудың әртүрлі әдістері бар,
нәтижесінде гидроксиапатиттің құрамына өзіндік ұқсас басқа кальцийфосфатты
керамиканың түрлері п.б.

3. Тәжірбиелік бөлім
3.1.Өнім түзуші материалдарға сипаттама және анализдің әдістері.
Жұмыстың әртүрлі бөліктерінде әртүрлі реагенттер ерітінділер,
пасталар және ұнтақтар түрінде пайдаланылады.
Керамакалық прекурсорлар алуда келесі реактивтер қолданылады;

1. Кальций хлориді, СаCI2
2. Магний хлориді , MgCI2
3. Натрий гидроксиді, NaOH ;
4. Натридің (екі негізді ) фосфор қышқылы, Na2HPO4
*12H2O

Жұмысқа пайдаланылатын реактивтер “ ч.д.а.” және “ х.ч “, ал кальций
хлориді - “ фармакопиялы” деген классификациялы болуы керек

“ ч.д.а. “ -анализге арналып тазаланған .
“ х.ч.“ - химиялық таза.

Өнім түзуші материалдар мен шикізаттарды және олардың термиялық
өзгерісіне химиялық анализ әдісі, ИҚ – Фурье және Раманов
спектроскопиясы, рентгенфазалы және дифференциалды термиялық анализ,
электронды сканерлеуші әдіс пен оптикалық микроскопия қолданылады.
Материалдардың кезектілігін анықтағанда суды жұту әдісі қолданылады.
Бұзылуға беріктігін үш нүктеде күш түсіру әдісі арқылы анықтауға болады.

Зерттелетін ерітінділер мен суспензиялардың рН қышқылдық көрсеткішін
Mettler Toledo Ma – 235 маркалы иономер көмегімен бақылауға болады.
Кальций мен магнийдің ерітіндіде болуын комбинацияланған электродтармен
осы металдармен іріктеу арқылы осы аталған ионометрмен анықталады.
Фосфорға химиялық анализ ФЭК- 60 фотоколориметрінде іске асады.
Раманов спкетрлері Perkil – El mer фирмасының FT- IR Spectrum Gx
спектрометрінде 4см-1 рұқсатымен,β+ 0,5 см -1 дәлдікпен және 25 сканерлеу
санымен жазылады толық ұзындығы 1,064 мк және 1500 мВт күшпен DPY
Nd:YAG лазерінде вертикальды поларизациялануының сәулеленуі қолданылды.
ИК – Фурье спектлері Perkin- Elmer фирмасының FT- IR Spectrum Gx
спектрометрінде толық ішкі бейнелену әдісі бойынша жазылады (НПВО) . Бұл
кезде горизантальды жалғау ретінде ZnSe кристалы қолданылады. Рұқсат ету
4см -1 де + 0,5 см -1 дәлдікте және сканерленуі 15 санында өтеді.
Термиялық анализ МОМ Q – 1500 дериватографта ауадағы үлгінің салмағы
0,7г платиналы тигелде және қыздыру жылдамдығы 100С минутта
орындалады. Этаноп ретінде алюминий оксиді қолданылады.
Рентгенофазалық анализ ДРОНЗ дифроктометрде FeK2 және CuK2 сәулеленуде
жүргізеді.
Үлгінің микроқұрылымы Leica фирмасының SGD стереомикроскопында
бағытталған миниведио камиралы ДС 300 және JOEL фирмасының SESM – 3200
электронды сканерлеуші микроскопында анықталды.

3.2. Тәжірбиелерді жасаудың әдістемелері.
Жұмыста-екі түрлі заттар зерттелді керамиканың прекурсорлары негізі
кальцийдің моно- дифосфаты болатын, кальций- магний монофосфаттары
және кальций - магний моно- дифосфаттары.
Прокурсорлардың синтезі кальций хлоридінің судағы ерітіндісімен
немесе химиялық алмасу реакцияларының көмегімен іске асты.
Бірінші түрдегі (сериядағы) үлгі 5% монофосфаты (1Р) бар сулы ерітінді
мен натрий (2Р) дифосфатынан алынды. Мөлшері мольдік қатынаста 2Р(2Р+1Р)
= 0-0,40және осындай концентрлі кальций хлоридінің ерітіндісімен
тазаланылады. Хлорид ерітіндісін аздап тамшылата отырып механикалық
араластырғыштың көмегімен жақсылап араластыра отырып фосфат ерітіндісін
құяды. Тұндыру бөлме температурасында жүргізілді. Алдын- ала фосфат
ерітіндісінің рН қышқылдық көрсеткіші NaOH-тың көмегімен 9-10 ға
жеткізіледі. Реакцияның жүру барысында рН осы шамада тұруын қадағалау
керек.
Екінші сериялы үлгіде осы жолмен алынды, бірақ 5% сулы ерітіндіде 2
тұз МgCl2 және CaCI2 болды, ал мөлшері Mg (Mg+ Ca)= 0- 0,40 атомдық
қатынасты құрайды, ... жалғасы
Ұқсас жұмыстар
Барий гидроксидін алу жолын зерттеу
Модифицирленген дифосфаттардың ингибиторлық қасиетін зерттеу
Барийдың қасиеттері
Суспензиялар және ішуге арналған эмульсиялар. Дайындау әдістері.
Фосфаттардың химиялық технологиясы
Фосфор туралы
Биоэлектрлік потенциалдардың сипаттамалары және пайда болуының негізгі себептері
Суспензия және эмульсияны дәрілік түр ретінде тұрақтандыру үшін қолданылатын ЖМҚ және БАЗ
Фосфордың оттекті қосылыстары
Ерітіндіден натрий үшполифосфатын алу
Пәндер